## ANALISA UNJUK KERJA AKUMULATOR DAN BIAYA PADA ALAT PENYIRAM TANAMAN BAWANG MERAH
Fadwah Maghfurah 1,* , Windarta 2 , Andis Munandar 3 1,2,3 Program  Studi Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah Jakarta Jl Cempaka Putih 27 Jakarta Pusat-10510
* E-mail: fadwah.maghfurah@ftumj.ac.id
Diterima: 11-05-2018 Direvisi: 30-05-2018 Disetujui: 01-06-2018

## ABSTRAK
Salah  satu  inovasi terbaru  untuk  menyiram tanaman bawang  merah adalah  menggunakan  mesin pompa air  DC dengan  sumber  tenaga,  akumulator, charger ,  dan  pemilihan  material  kerangka  yang  tepat  agar  dapat menyesuaikan  kondisi  langsung  dilapangan    serta  pompa  dapat  mengeluarkan  air  yang  banyak  serta  mampu menyebar ke seluruh bagian lebar area tanaman bawang dan dapat menekan biaya pengeluaran operasional serta alat  yang  murah  sehinga  disamping  efektif  juga  dapat  meningkatkan  profit  serta  tenaga  akumulator  yang tersimpan  cukup  untuk  menyiram.  Akumulator  yang  digunakan  memiliki Ampere  hour sebesar  10  Ah  dapat menjalankan pompa dengan daya 60 Watt selama 1,6 jam (96 menit). Momen gaya kesetimbangan alat ini pada RAV  = 34,549 N  dan RVB = 35,109 N. Break Even Point (BEP) rupiah untuk alat penyiram tanaman bawang merah adalah R P 1.641.000. Dalam lahan tersebut ada 36 petak maka diperlukan 18 kali penyiraman, maka 105 x 18 = 1890 detik (31 menit 30 detik).
Kata kunci: Pompa air DC, Akumulator, BEP.

## ABSTRACT
One of the latest innovations for watering plants onion is using DC water pump machine with a power source, Accumulators,  charger,  and material  selection  right  framework  to  fit  the  plan  and  adjust  first  hand,  the  pump can  emit  large  amounts  of  water  and  can  spread  to  all  parts  of  the  plot  width  onion  plants  and  minimize  the operational expand, as well as cheap, as well as effective to raise profit, as the power  Accumulator sufficient to flushing. Accumulators used had amounted to 10 Ah Ampere hour to run the pump with a power of 60 watts for 1.6 hours (96 minutes). Moment of force equilibrium this tool on RAV = 34.549 N and RVB = 35.109 N. Break Even Point (BEP) for sprinklers rupiah onion crop is RP 1.641 million. In the area there are 36 plots that would require 18 times watering, then 105 x 18 = 1890 seconds (31 minutes 30 seconds).
Keywords: DC water pumps, Akumulator, Break Even Point.

## SINTEK JURNAL: Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
ISSN: 2088-9038, e-ISSN: 2549-9645
Homepage: http://jurnal.umj.ac.id/index.php/sintek

## 1. PENDAHULUAN
Guna  mendukung  petani  bawang  merah didaerah  brebes  bagian  utara  (pantura)  telah banyak  ditemukan  inovasi-inovasi  dalam  budi daya  bawang  merah.  Salah  satunya  adalah inovasi  dalam  hal  penyiraman  tanaman bawang merah. Awalnya para petani menggunakan  alat  siram  manual  tradisional berupa  benda  seperti  ember  yang  terbuat  dari besi  seng  yang  dibuat  memanjang  (lonjong) dengan    masing-masing  ujungnya  diberi lubang  kecil  yang  banyak  sebagai  tempat keluarnya  air  sehingga  debit  air  yang  keluar menjadi  kecil  lebih  merata.  Saat  ini  telah  ada beberapa  alat  penyiram  tanaman  bawang merah  untuk  petani  yang  sudah  modern  dan memiliki  modal  lebih  banyak  mereka  lebih memilih  menggunakan  mesin  pompa  air karena  dinilai  lebih  efisien,  efektif  dan menghemat  tenaga.    Ada  beberapa  macam mesin    yang  digunakan,  seperti  mesin  pompa air  besar  dengan  bahan  bakar  bensin  dan  ada yang  menggunakan  mesin  pompa  air  DC dengan memanfaatkan sumber tenaga matahari, tetapi penggunaan alat-alat penyiram  bawang  tersebut  masih  terdapat beberapa kekurangan-kekurangan [1-2].
Untuk  menutupi  kekurangan  dari  alat-alat tersebut maka perlu inovasi agar sesuai dengan kebutuhan  yaitu  dengan  menggunakan  mesin pompa  air  DC  dengan  sumber  tenaga akumulator    atau    aki.  Keunggulannya  ialah alat  ini  adalah  murah,  tidak  terpengaruh dengan  cuaca  dan  lebih  hemat  energi  serta tidak menghasilkan polusi udara dari pada alat yang  menggunakan  mesin  bahan  bakar  bensin serta ramah lingkungan. Keluaran debit air pun hampir  sama  dengan  mesin  pompa  air  yang menggunakan  bahan  bakar  bensin.  Alat  ini juga  dirancang  seringan  mungkin,  fleksibel, ergonomis dan tidak mudah korosi [3-4].
Optimasi perancangan alat penyiram tanaman  bawang  disini  mencakup  bagaimana agar  rancangan  dan  alat  penyiram  bawang merah  dapat  menggunakan  mesin  pompa  air DC dengan sumber tenaga akumulator dengan jangka  waktu  yang  panjang  sehingga  waktu penyiraman tidak terganggu untuk mengecharge  Akumulator  tersebut  jika  habis pada  waktu  penyiraman,  bagaimana  cara memperhitungkan  dan  mengetahui  efektivitas alat penyiram bawang merah dengan
memperhitungkan    mesin  pompa  air  DC  dan akumulator  yang  digunakan  seimbang  dengan luas area yang  akan disiram  serta bagaimana agar  air  yang  keluar  dari  sprayer  dapat menyebar  dengan  merata  ke  semua  bagian tanaman bawang.
Disamping  penggunaan Akumulator yang diperhitungan, pemakaian biaya yang digunakan  pada  saat  pembuatan  alat  ini  juga diperhitungkan  sehingga  diharapkan  dapat menekan biaya operasional dan dapat meningkatkan keuntungan.

## 2. METODE PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian ini berupa metode perhitungan umur pemakaian akumulator yang berbanding dengan  luas  area  lahan  tanaman  bawang  yang akan disiram.
Langkah-langkah  penelitian  yang  dilakukan dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Nama Nilai Jenis Aki Basah Tegangan 12 V Kuat arus jam 10 Ah

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Perhitungan Akumulator dan Charger
Akumulator    yang  digunakan  adalah  aki basah  merk  Yuasa  tipe  12N10-3B  dengan spesifikasi seperti dalam gambar 2 dan tabel 1.
.

## Spesifikasi akumulator
Gambar 2. Akumulator Yuasa 12N10-3B
Tabel 1. Spesifikasi Akumulator yang digunakan untuk alat penyiram tanaman bawang merah

## 3.2. Pemakaian Akumulator
Untuk  menghitung  pemakaian  akumulator untuk  menggerakkan  pompa  DC  dengan  daya 60  Watt,  maka  digunakan  rumus  sebagai berikut:
I =   … I = … I = 5 A
Jadi  kuat  arus  yang  diprlukan  adalah  5 Ampere.  Jika  Ampere  hour  pada  akumulator
10 Ah, maka = 2 h
Dalam  pemakaian  akumulator  tidak  boleh digunakan hingga beterainya benar-benar habis karena bisa mengakibatkan akumulator menjadi  cepat  rusak.  Untuk  mengatasinya perlu diberikan nilai efisiensi sebesar 20% dari
nilai  Ah  pada  akumulator.  Jika Ampere  hour pada  akumulator  10  Ah,  maka  nilai  efisiensi dari 20% adalah 2 x = 0,4 h
2 h – 0,4 h = 1,6 h
Jadi  akumulator  dapat  digunakan  pada pompa DC 60 Watt selama 1,6 jam.

## 3.3. Waktu  Pengisian  Kembali  Tenaga Akumulator
Untuk  mengisi  kembali  tenaga  pada akumulator  diperlukan  alat  pengisi (Charger). Charger yang  digunakan  adalah charger portable seperti  pada  gambar  2  dengan  output tegangan 13,8 V dan kuat arus 2 A.
Gambar 3. Charger akumulator portable
Dalam  perhitungan  pengisian  akumulator perlu dikurangi dari nilai efisiensi sebesar 20% (sisa  pemakaian)  dari  nilai  Ampere  hour  (Ah) pada  akumulator.  Jika  Ampere  hour  pada akumulator  10  Ah,  maka  nilai  efisiensi  dari
20% adalah 10 x
= 0,4 A
10  Ah  –  2  Ah  =  8  Ah  ….Jika  kuat  arus
akumulator 2 A , maka = 4 h
Jadi  waktu  yang  diperlukan  untuk  mengisi kembali tenaga akumulator adalah 4 jam.
Daya  dan  biaya  yang  diperlukan  untuk mengisi  kembali  akumulator  adalah  jika  Jika Ampere  hour  pada  akumulator  10  Ah  dan
waktu  yang  di  perlukan  untunk  mengisi
akumulator adalah 4 jam, maka = 2,5 A
dan  ditambahkan  20%  untuk  diefisiensikan akumulator 2,5 A, maka:
= 0,5 A
Jadi 2,5 A + 0,5 A = 3 A maka  diketahui: Tegangan charger (V)  = 13,8 V Kuat arus (I) = 3 A Daya (P) = ?   Watt P = V x I
= 13,8 V x 3 A = 41,4 Watt
Jika  tarif  daya  rumah  tangga  1300  Watt  Rp 1.467 /kWh [5] , maka 0,0414(4) x 1,467 = 2429 Maka  besarnya  biaya  untuk  mengisi  tenaga akumulator adalah Rp 2.429

## 3.4. Perhitungan Kesetimbangan Pada  Alat Penyiram Bawang Merah
Untuk  menghitung  kesetimbangan  alat penyiram  bawang  merah  ini  digunakan  rumus yaitu ∑ M = 0
Gambar 4 . sketsa alat penyiram bawang merah (satuan cm)
Jika diketahui:
Berat pompa + akumulator  (P1) = 7 kg Berat Pegangan (P2) = 0,1 kg Gaya gravitasi   (g)   = 9.8 m/s Maka, W 1 = m x g W 2 = m x g = 7 x 9,8 = 0.1 x 9,8
= 0,98 N
∑ M A= 0
(RAV x 0)  + (P1 x 0,275) + (P2 x 0,43) – (RBV x 0,55) = 0 0 + (68,67 x 0,275) + (0,981 x 0,43) – (0,55 RBV) = 0 0 + 18,884 + 0,422 = 0,55 RBV 19,306 = 0,55 RBV RBV = 35,109 N ∑ M B = 0
(RBV x 0) – (P1x 0,275) – (P2 x 0,12) + (RAV x 0,55) = 0 0 – (68,67 x 0,275) – (0.981 x 0,12) + (0,55 RAV) = 0 0 – 18,884 – 0,118 = - 0,55 RAV -19,002 = - 0,55 RAV RAV  = 34, 549 N
3.5. Perhitungan Break Even Point (BEP)
Untuk  membuat  alat  penyiram  tanaman bawang  merah  dengan  menggunakan  pompa air  DC  dari  sumber tenaga  akumulator ini   ini memerlukan  biaya  yang  lebih  terjangkau dibandingkan  dengan  alat  penyiram  tanaman bawang  merah  yang  telah  ada  sebelumnya. Rincian biaya dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Bahan untuk membuat alat penyiram tanaman bawang merah
No Bahan Qty Harga Jumlah 1 Pompa DC York BL2512 1 225 225 2 Akumulator Yuas a 12N10-3B 1 220 220 3 Charger portable 1 76 76 4 Sprayer 2 30 60 5 Pipa PVC ¾ Inch 2 25 50
6 Pipa siku PVC 90º 20 3 60
7 Pipa cabang PVC 3 way 7 4 28 8 Pipa PVC ulir 2 5 10 9 Lem pipa 1 8 8 10 Seal tape 1 4 4 11 Toples plastik 1 15 15 12 Busa styrofoam 1 7 7 13 Kabel ties 1 pack 15 15 14 Jaring 1 2.5 2.5 15 Penjepit akumulator 2 1.5 3 16 Plat siku 1 5 5 17 Baut 6 5 3 18 Cat 1 30 30 Total biaya Rp 821.500
Jadi  total  biaya  yang  dibutuhkan  untuk membeli  bahan  untuk  alat  penyiram  tanaman bawang merah ini adalah Rp 821.500 Pada  tabel  3  adalah  alat  yang  diperlukan untung  membuat  alat  penyiram  tanaman bawang merah.
Luas lahan 900 m 2 Lebar 10 m Lebar petak 1,8 m Jarak antar petak 0,75 m Kedalaman air 0,20 m Jarak permukaan air 0,35 m Jumlah petak 36 buah Jumlah aliran air
35 buah
Dimensi Lahan
Tabel 3 .  Alat untuk membuat alat penyiram tanaman bawang merah
No Alat Harga 1 Gergaji pipa PVC 4.000 2 Gunting 20.000 3 Tang 35.000 4 Pisau Cutter 5.000 5 Martil 40.000 6 Solder 12.000 7 Penggaris 2.500 8 Marker 5.000 R P 123.500

## Total
Jadi  total  biaya  yang  dibutuhkan  untuk membeli  alat  untuk  membuat  alat  penyiram tanaman bawang merah ini adalah Rp 123.500.
Untuk menghitung break event point untuk rupiah dapat menggunakan rumus berikut:
Jika diketahui: Biaya tetap alat (FC) = R P 123.500 Biaya variabel (VC) Bahan = R P 821. 500 Upah Pekerja  = R P 100.000 Distribusi = R P 50.000 Harga jual alat   (20%)  = R P 985.800 Maka,
BEP =
BEP =
BEP = 1.641.000
Jadi BEP untuk alat penyiram tanaman bawang merah adalah R P 1.641.000
Dan  jika  mampu  terjual  2  unit  saja  alat penyiram tanaman bawang merah ini maka itu sudah cukup mengembalikan modal awal.

## 3.6. Perhitungan  Pada Alat Terhadap
Lahan Yang di Uji Coba
Lahan  yang  digunakan  untuk  uji  coba  alat penyiram tanaman bawang merah adalah lahan tanaman bawang merah yang sudah lama tidak digunakan  (±1  bulan)  tetapi  spesifikasi  dan ukuran masih sama.
Tabel 4. Karakteristik lahan yang akan diuji coba
Berdasarkan  uji  coba  alat  penyiram tanaman  bawang  merah  pada  lahan  tersebut dapat diperoleh hasil sebagai berikut:
a. Penyiraman membutuhkan waktu 105 detik untuk 2 petak.
b. Dalam  lahan  tersebut  ada  36  petak  maka diperlukan  18  kali  penyiraman,  maka  10  x 18 = 1890 detik.
c. Waktu  yang  diperlukan  untuk  menyiram tanaman bawang merah pada lahan tersebut adalah 31 menit 30 detik.
d. Jika  pemakaian  maksimal  akumulator  96 menit maka akumulator bisa dipakai selama 3 kali penyiraman (94 menit 30 detik).
Gambar  5. Uji  coba  alat  penyiram  tanaman bawang merah

## 4. KESIMPULAN
Kesimpulan dari penelitian ini sebagai berikut:
 Pompa  yang  dipilih  telah  sesuai  dengan telah  sesuai  dengan  head  total  yang diperlukan  yaitu  sebesar  5,31  m  sedangkan head  maksimal  pompa  sebesar  6  m  pada diameter pipa ¾ inch atau 0.01905 m.
 NPSH  yang  tersedia  lebih  besar  dari  pada HPSH yang diperlukan yaitu 9,94 m > 1,43 m.
 Akumulator  yang  digunakan  memiliki Ampere  hour sebesar  10  Ah  dapat menjalankan  pompa  dengan  daya  60  Watt selama 1,6 jam (96 menit).
 Waktu  pengisian  kembali  akumulator dengan charger  portable (output  13,8  V dan 2 A) membutuhkan waktu 4 jam.
 Biaya  untuk  sekali  pengisian  kembali tenaga  akumulator  jika  tarif  daya  rumah tangga  1300  Watt  Rp  1.467  /kWh,  adalah sebesar Rp 2.429.
 Momen  kesetimbangan  alat  penyiram tanaman bawang merah pada RAV  = 34,,549
N  dan RVB = 35,109 N.
 Alat  Penyiram  tanaman  bawang  merah  ini membutuhkan  waktu  101  detik  untuk  2 petak.
 Dalam  lahan  tersebut  ada  36  petak  maka diperlukan 18 kali penyiraman, maka 101 x 18 = 1890 detik (31 menit 5 detik)
 Maka  tenaga  yang  tersisa  pada  akumulator adalah  96  menit  –  94  menit  30  detik  =  1,5 menit.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Aris  Prasetyo,  Elga,  2015.  Menghitung  Lama Waktu  Pemakaian  dan  Pengisian  Aki  Untuk
Inverter. http://www.eduka- sielektronika.com/2015/
[2] Dian  Susanto,  Wahyu.  2016.  Solar  Power
Boat  (Perahu  Tenaga  Penyiram  Bawang  Me- rah Otomatis. http://krenovabalitbangja-
teng.com/
[3] Hafizh,  Muhammad.  2010.  “Rumus  BEP  dan Mengenal BEP Secara Lengkap”. http://www. bisnisrumahanpemula.com/rumus-bep/
[4] Nagorshah, Gozi Prayudi, 2015. Perancangan
Alat  Penyiram  Sawah  Bawang  Merah  Yang
Ergonomis  Guna  Efisiensi  Waktu  Kerja  dan
Biaya Kerja.
http://repository. unissula.ac.id/3110/
[5] Purna  Irawan,  Agustinus.  2007.  Mekanika Teknik  (Statika  Struktur).  http://www.acade- mia.edu/9312910/
[6] Putas,  Krisna.  2011.  Mekanika  Rekayasa  1 International. http://khrisnaputas.mhs.narotama.ac.id/
[7] Sujanarko,  Bambang.  2015.  Mesin  Penyiram Bawang
Merah.
http://www.slideshare.net/bambangsujanarko/
[8] Sularso,  dan  Haruo  Tahara. 1996.  Pompa  dan Kompresor. Jakarta: Pradnya Paramita.
[9] PLN.  2017.  Penetapan  Penyesuaian  Tarif Tenaga  Listrik  (Tariff  Adjustment)  Bulan Januari 2017”. http://www.pln.co.id/tarif
[10] Pustakapedia.  2016.  Pengertian  Akumulator (Accu) dan Bagian-bagian serta Cara Kerjanya. http://www.pustakapedia.net/ [11] Repository USU. 2015. Pengertian, Konstruksi, dan Klasifikasi Pompa. http://repository.usu.ac.id/